100GBASE-SR BD 光トランシーバ モジュール – 機能とアプリケーション

クラウド コンピューティングと 5G ネットワークの台頭に伴い、データ センターは急速に発展する傾向があり、100G 光トランシーバ モジュールの需要が高まっています。 現在、100G光モジュールがネットワーク構築コストの大きな割合を占めています。 データ センター内のアプリケーション環境では、中小規模のデータ センターのファイバー リンクの 90% 以上が 100 メートル未満です。 大規模なデータ センターでは、ファイバー リンクの 70% 以上が長さ 100 メートル未満であり、80% 以上が長さ 125 メートル未満です。 マルチモード ファイバーはほとんどのリンクのニーズを満たすことができるため、100G マルチモード モジュールが最も需要があります。 QSFP28 100G マルチモード モジュールには、100GBASE-SR BD、100GBASE-SR4、100GBASE-SWDM4、および 100G QSFP28 BiDi SR1.2 の XNUMX つの主流ソリューションがあります。

1.製品仕様

100 つの 100G マルチモード モジュールの中で、4GBASE-SR100 が最も広く使用されています。 28G QSFP4 SR850 は、中心波長が 802.3nm のホットプラグ対応全二重光モジュールで、IEEE 100BA 規格に準拠しています。 これは、100G イーサネットでの短距離伝送に特に使用されます。 28G QSFP4 SR25 光モジュールは、8 つの独立した送受信チャネルを提供でき、それぞれが 70Gbps の速度で動作できます。 MPO または MTP インターフェイス (3 コア) を使用すると、伝送距離は OM100 マルチモード ファイバーで使用する場合は 4m、OMXNUMX マルチモード ファイバーで使用する場合は XNUMXm です。 その動作原理を以下に示します。

100G QSFP28 SR4 の動作原理

伝送に 100 本の光ファイバーを必要とする 28G QSFP4 SR100 とは異なり、28G QSFP100 SR BiDi (双方向) モジュールは WDM テクノロジーを使用して、各 LC ポートがマルチモードファイバーから異なる波長の光信号を同時に送受信できるようにします。 4 つの LC インターフェイスは合計 2G の信号を送受信できます。 デュアル波長 VCSEL 双方向光インターフェイス、PAM50 850 × 900-Gb/s 850nm/900 nm。 これらのモジュールは、一方の端で 70nm、もう一方の端で 3nm の波長を使用するマルチモード ファイバ システムで動作するように設計されています。 OM100 ファイバー パッチ ケーブルを使用する場合は最大 4 メートル、OM150 ファイバー パッチ ケーブルを使用する場合は最大 5 メートル、OMXNUMX ファイバー パッチ ケーブルを使用する場合は最大 XNUMX メートルを伝送できます。 動作原理は次のとおりです。

100G QSFP28 SRBD の動作原理

100GBASE-SWDM4 は 100G QSFP28 SR BiDi どちらもデュプレックス LC インターフェイスを備えています。 SWDM とは、CWDM4 および LWDM4 シングルモード方式と同様に、MUX/DMUX を介して波の複合分割を実現し、コア マルチモード ファイバで 850 つの帯域の光信号を送信する短波波長分割多重化技術を指します。 880 つのバンドのウィンドウは、910nm、940nm、70nm、および 3nm です。 OM100 ファイバー パッチ ケーブルを使用した場合の最大伝送距離は 4 メートル、OMXNUMX ファイバー パッチ ケーブルを使用した場合は最大 XNUMX メートルです。 動作原理は次のとおりです。

100G QSFP28 SWDM4 の動作原理

人工知能 (AI) や機械学習などのミッション クリティカルなワークロードにより、構造内のコンピューティングとトラフィックの需要が増加しており、データ センターのリッジとバックボーン内、およびリッジ/ラック トップ スイッチとサーバー間のより高密度で高速な接続への移行が進んでいます。 従来のデータセンターを 10G から 40G または 100G にアップグレードする場合、SFP 光モジュールに接続する LC デュプレックス ケーブルを QSFP 光モジュールに接続する MPO ケーブルに変換する必要があり、運用コストが増加します。 配線を簡素化し、設備投資を削減するにはどうすればよいでしょうか? BiDi ソリューションを使用した光モジュールはこれを行うことができます。100G QSFP28 BiDi SR1.2 はそのような製品です。

ファイバーモール 100G QSFP28 BiDi SR1.2

40G QSFP+ SR BiDi 光モジュールと非常によく似た 100G QSFP28 BiDi SR1.2 により、データセンター オペレータは、10G SR または 40Gb BiDi から 100G にアップグレードする際に、既存のデュプレックス LC ジャンパー インフラストラクチャを再利用できます。 通信事業者は、XNUMX端末ずつネットワーク機器を更新することで、柔軟にデータセンターを更新できます。

100G QSF28 SR1.2 は、Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP28) BiDi 光モジュールです。 100Gbpsに対応し、IEEE802.3bm 100GBASE-SR4に準拠しています。 モジュールは、デュアルコア デュプレックス LC マルチモード光ファイバーを採用しています。 電気端で 4×25G NRZ 変調を採用し、光端で 2x50Gbps PAM4 変調に変換します。 合計帯域幅は 100Gb です。 PAM4 テクノロジーは、50Gb データ レートおよび 25Gbaud レートでの信号伝送をサポートします。

 

100G QSFP28 SR BiDi は、100G 接続用にペアで使用され、400 x 4G ブランチ モードで 100G QSFP+ SR BiDi に接続することもできます。

100つのモジュールをマルチモード光ファイバーで使用する必要がありますが、モジュールの技術原理は同じではないことがわかります。 28G QSFP4 SR8 は 100 チャネルの並列伝送を採用しているため、伝送を完了するには少なくとも 50 本の光ファイバーが必要です (100 つの受信と XNUMX つの送信)。 XNUMXGBASE-SR BD は、単一の光ファイバーを使用して XNUMXG データを送受信し、XNUMX つのインターフェイスが共同で XNUMXG データを送信します。 100GBASE-SWDM4 は、波長分割多重 (WDM) 技術を使用して、XNUMX つの帯域の信号を XNUMX 本の光ファイバーに多重化して伝送します。 受信用と送信用にXNUMX本の光ファイバーが必要です。

製品仕様書	モジュールのコスト	配線コスト	製品のエコロジー	アプリケーションの共通性	アプリケーションの違い
QSFP28 100G SR4	低いです	高いです	優れた	すべてマルチモードファイバーで使用する必要があります	MPO インターフェイス
QSFP28 100G SRBD	高いです	低いです	良い		デュプレックス LC インターフェイス
QSFP28 100G BiDi SR1.2	低いです	低いです	良い
QSFP28 100G SWDM4	平均	低いです	貧しいです

 

2. 製品用途の選択

100 つのモジュールはすべて主流の 28G QSFP100 ポートと互換性があり、技術仕様には大きな違いがありますが、アプリケーションにほとんど違いはありません。 BD および 4GBASE-SWDM8 は、デュプレックス LC マルチモード ファイバーで使用する必要があります。 ファイバー リソースと配線コストの観点から、12GBASE-SR BD と 100GBASE-SWDM100 ケーブル配線のファイバー リソースは 4GBASE-SR100 の 100/4 しか必要としないため、ファイバー インフラストラクチャの設備投資を大幅に節約できます。 ただし、1GBASE-SR BD のコストと 100GBASE-SWDM4 モジュール 100GBASE-SR4 よりもはるかに高いです。 したがって、光モジュール＋ファイバーの全体のコストという観点からは、100GBASE-SR BD や 100GBASE-SWDM4 を使用した方が 100GBASE-SR4 を使用した場合よりも必ずしも安くなるわけではありません。

データセンターでのデュプレックス マルチモード ケーブル接続

アプリケーション全体のコストが 100GBASE-SR100 より高いのに、一部の顧客が 4GBASE-SR BD と 100GBASE-SWDM4 を選択するのはなぜですか? お客様とのコミュニケーションの後、FiberMall の技術担当者は、ネットワーク需要が元の 100G/100G から 4G にアップグレードされ、10G/25G のネットワーク配線が主に LC デュプレックスであったため、100GBASE-SR BD または 10GBASE-SWDM25 が選​​択されたことを発見しました。マルチモードファイバー。 もし QSFP28 100G SR4 モジュール そのまま使用すると、元の配線を大幅に調整する必要があり、コストが非常に高くなります。 したがって、LC インターフェイスを備えた 100GBASE-SR BD または 100GBASE-SWDM4 が選​​択されます。

100GBASE-SR BD と 100GBASE-SWDM4 はどちらもデュプレックス LC インターフェイスですが、テクノロジーには大きな違いがあります。 現在、100GBASE-SWDM4 を製造しているメーカーは世界でもほとんどないことが知られています。 FiberMall は、100G QSFP28 SWMD4 を生産できる光モジュール メーカーの 100 つです。これは、使用される顧客が少なく、チップの供給が不安定です。 2020GBASE-SR BD は技術的な敷居が高い。 ファイバーモールは100年から大量出荷を開始しており、製品のエコロジー開発は良好です。 FiberMall は、データセンターのデュプレックス マルチモード ケーブル環境での 28G ネットワークに 100G QSFPXNUMX SR BD 光モジュールを推奨しています。

100G QSFP28 BiDi SR1.2 の利点

• デュプレックス LC マルチモード ファイバー インフラストラクチャを再利用することで設備投資を削減
• 10Gbps SRまたは40Gbps BiDiから100Gbpsレートにシームレスにアップグレードすることで、運用コストを削減
• 400 Gbps レートの接続を提供することで、将来のネットワーク アップグレードに備える
• KP4 前方誤り訂正 (FEC) を使用して、100Gbps のデータ レートでの伝送エラーを削減します。

100G QSFP28 BiDi SR1.2 を使用したデータセンターのケーブル接続

以下に示すように、400G QSFP-DD BiDi SR4.2 は、ネットワークのバックボーンとして機能するスパイン レイヤーに展開でき、ブランチはリーフ ノードに接続されます。 配備 100G QSFP28 BiDi SR1.2 バックボーン ノードとリーフ ノードに接続し、帯域幅の需要が増大するにつれてバックボーンを 400G にアップグレードします。

リーフ リッジ アーキテクチャのデータ センター トポロジ

以下に示すように、プラグ可能な光モジュールは、組み立て済みケーブル (DAC/AOC) よりも到達範囲が広く、運用の柔軟性も優れています。オペレータは、サーバーへのラック上部接続に 100G QSFP28 BiDi SR1.2 を使用したり、下流にブランチ接続を備えた TOR に 400G を展開したりできます。1×400G QSFP-DD BiDi SR4.2 と 4×100G QSFP28 BiDi SR1.2 をサーバーに接続します。

スイッチからサーバーへの接続のためのデータセンター トポロジ

データセンターの近距離接続では、FiberMall は 100G QSFP28 BiDi SR1.2 だけでなく、40G QSFP+ SR BiDi および 100G QSFP28 SWDM4 もデュプレックス LC マルチモード ジャンパーを引き続き使用できます。 40G QSFP+ SR4 および 100GE QSFP28 SR4 光モジュールを置き換えることができ、光ファイバー リソースを大幅に節約し、データ センターでの光ファイバー管理を簡素化します。